Нові засоби мобільності в IPv6

У порівнянні із засобами забезпечення мобільності у попередній версії Mobile IP в IPv6 надається ряд розширених можливостей.


Одним з основних принципів глобальної мережі Internet є унікальність IP-адреси, за допомогою якого мережа однозначно ідентифікує місце підключення. У разі IPv6 цей принцип доповнюється жорстким вимогою ієрархічності адреси IPv6 і прив'язкою його до топології мережі. Велика частина звичного нам обладнання для доступу в Internet, наприклад персональних комп'ютерів, знаходиться на фіксованому місці, так що точка підключення змінюється досить рідко. Проте все частіше доступ до мережі необхідно забезпечити з мобільних пристроїв, а це вимагає введення до протоколу IP спеціальних механізмів Mobile IP. При їх відсутності продовження роботи з пристроєм після його переміщення може бути забезпечене двома способами:



Жоден з цих способів не може запропонувати повноцінного рішення. Так, при зміні IP-адреси всі з'єднання транспортного рівня виявляться розірваними, після чого їх буде потрібно встановлювати заново, а поширення маршрутів блискавично призведе до перевантаження системи маршрутизації. Тому підтримка мобільності вимагає при переміщеннях пристрої зберігати незмінним його IPv6-або IPv4-адресу та забезпечувати доставку адресованих йому пакетів прозорими для системи маршрутизації засобами. Саме це завдання і вирішує Mobile IP. При подальшому обговоренні MIPv6 ми будемо спеціально відзначати ті моменти, в яких він має суттєві відмінності від MIPv4.


Принципи забезпечення мобільності IPV6


У Mobile IP вводиться поняття домашнього і зовнішнього адрес мобільного пристрою. У домашній адресі префікс збігається з префіксом домашньої мережі, тобто мережі, в якій пристрій не користується механізмами Mobile IP, а працює як будь-який стаціонарний вузол. Пакети мобільного пристрою завжди можуть бути адресовані на домашню адресу незалежно від його поточного місця розташування в топології мережі. Зовнішня адреса мобільний вузол отримує на час перебування його в зовнішній (тобто всякої відмінною від домашньої) мережі. Як домашній, так і зовнішній адреси можуть призначатися будь-яким дозволеним способом: вручну, за допомогою протоколу DHCP і засобами автоматичної конфігурації. Останній спосіб не має аналогів в IPv4 і найбільш простий і зручний, оскільки взагалі не вимагає налаштування кінцевих систем.


В якості адреси одержувача в пакетах, що відправляються мобільного пристрою, завжди міститься його домашню адресу, префікс якого збігається з префіксом домашньої мережі мобільного пристрою. Якщо відправник не має інформації про поточний зовнішньому адресу мобільного пристрою, він відправляє пакети на адресу його домашньої мережі. Якщо мобільний пристрій знаходиться «дому», то вона отримує ці пакети в звичайному порядку. Якщо ж мобільний пристрій опиняється в «чужий», зовнішньої, мережі, то пакети потрібно переправити на його поточний IP-адреса.


Дану задачу виконує домашній агент мобільного пристрою. Для цього в нього має бути інформація про відповідність поточного зовнішнього адреси мобільного пристрою та його домашньої адреси, а крім того, йому необхідно перехоплювати пакети, що приходять на домашню адресу мобільного вузла. Кожен агент здатний обслуговувати необмежену кількість мобільних пристроїв, і при цьому в домашній мережі можуть одночасно функціонувати кілька домашніх агентів. Для того щоб мобільний пристрій обслуговував тільки один з них, вона має зв'язатися з агентом, повідомити йому про свій зовнішній адресі і запросити в нього послуги домашнього агента. Після цього домашній агент мобільного вузла буде перехоплювати і туннелювати на зовнішній адресу мобільного пристрою всі пакети, що приходять на його домашню адресу.


У цій концептуальній схемі вже є суттєва відмінність від MIPv4, а саме: MIPv6 не передбачає наявність у кожної зовнішньої мережі зовнішнього агента для обслуговування мобільних пристроїв в цій мережі. У завдання зовнішнього агента входила пересилання запитів на обслуговування від мобільного пристрою його домашньому агенту, а крім того, він служив кінцевою точкою тунелю між домашнім агентом мобільного пристрою і зовнішньою мережею, а іноді ще й відправною точкою тунелю в зворотному напрямку.


Нові опції


Управління передачею інформації про відповідність домашнього і зовнішнього адрес між мобільним пристроєм і домашнім агентом (або іншим вузлом) здійснюється за допомогою чотирьох нових опцій одержувача. Вони поміщаються у додатковий заголовок опцій для приймаючої сторони (Destination Options Header) і можуть бути відправлені як в пакеті, що несе корисне навантаження, так і в окремому контрольний пакет. Ці опції такі:



Слід зауважити, що в IPv4 взагалі відсутнє поняття додаткового заголовка, а інформація, необхідна для маніпулювання відповідністю адрес, передається в додаткових пакетах з повідомленнями UDP.


Нові структури даних


Для взаємодії компонентів системи MIPv6 проектом специфікації визначені нові структури даних.



Реєстрація мобільного пристрою


Перш ніж мобільний пристрій зможе відправити своєму домашньому агенту оновлення інформації про відповідність адрес, воно повинно визначити адресу свого домашнього агента. Взагалі кажучи, воно може бути заздалегідь налаштований на звернення до певного домашньому агенту. У такому випадку процедура його динамічного виявлення виявиться зайвою. Якщо ж адресу домашнього агента невідомий, то мобільний пристрій надсилає запит ICMPv6 на найближчий (anycast) MIPv6-адреса домашніх агентів з префіксом своєї домашньої мережі. Система маршрутизації IPv6 доставляє цей запит ICMPv6 найближчого з топологічної точки зору домашньому агенту в домашній мережі. Останній відповідає мобільного пристрою повідомленням ICMPv6, що включає його IPv6-адресу і список відомих йому домашніх агентів.


Отримавши цей список, мобільний пристрій може зареєструватися на будь-якому з домашніх агентів, відправивши йому пакет з оновленням інформації про відповідність та запит на обслуговування. Якщо вибраний агент відмовляє в обслуговуванні, мобільний вузол робить нову спробу зареєструватися, звернувшись до наступного за списком агенту. У тому випадку, коли мобільний пристрій вже користується послугами певного домашнього агента, воно повинне в першу чергу спробувати відновити реєстрацію з ним.


Отримавши оновлення інформації про відповідність, домашній агент повинен переконатися в її коректності (даний список неповний, в ньому наведені найбільш важливі умови перевірки):



Якщо інформація про відповідність задовольняє вимогам перевірки на коректність, то домашній агент створює або оновлює запис у таблиці відомих йому відповідностей і відзначає її як домашню реєстрацію, що виключає можливість видалення запису з цієї таблиці в разі її переповнення. Домашній агент повинен підтвердити мобільного пристрою прийом і успішну обробку інформації про відповідність. Втім, при невдалій спробі реєстрації мобільний пристрій все одно повідомляється про відмову і його причини.


Мобільний пристрій може відправляти оновлення інформації про відповідність будь-якого вузлу IPv6, з яким воно обмінюється пакетами. Отримавши це повідомлення, вузол IPv6 повинен перевірити його автентичність і оновити або створити запис у таблиці інформації про відомі йому відповідностях між домашніми і зовнішніми адресами мобільних пристроїв. Перед відправкою кожного пакета будь-який вузол IPv6 повинен перевірити цю таблицю і при знаходженні відповідного запису використовувати додатковий заголовок маршрутизації IPv6 для відправки пакета. У результаті пакет, адресований на домашню адресу мобільного пристрою, буде доставлений на його зовнішній адресу стандартними засобами маршрутизації IPv6. У специфікації MIPv6 передбачається, що всі обмінюються з мобільним пристроєм вузли повинні мати запис у таблиці відповідностей з домашнім адресою мобільного пристрою. Сигналом до того, що віддаленого вузла слід відправити оновлення інформації про відповідність, служить отримання через тунель від домашнього агента пакетів, відправником яких є цей вузол. Таким чином, домашній агент в загальному випадку не бере активної участі в передачі пакетів мобільного вузла, більша їх частина надходить на вказаний в заголовку маршрутизації зовнішній адреса цього сайту. Завдяки цьому система MIPv6 добре масштабується і надійніша, ніж MIPv4, оскільки дозволяє знизити навантаження на вузьке, в сенсі продуктивності і надійності, місце – домашнього агента. Крім того, на мережу навантаження також знижується, оскільки за допомогою заголовка маршрутизації пакети випливають з найбільш оптимальному з точки зору алгоритмів маршрутизації шляху через мережу.


Однак слід зауважити, що в MIPv4 є додаток (механізм оптимізації маршрутизації), завдяки якому він забезпечує подібну з MIPv6 функціональність, вирішуючи проблему «трикутної маршрутизації», коли пакети від мобільного пристрою йдуть прямо, а до нього – тільки через домашнього агента з неоптимальному маршрутом. Незважаючи на зовнішню схожість, MIPv6 і механізм оптимізації маршрутизації в MIPv4 відрізняються безліччю як дрібних, так і суттєвих деталей. Зокрема, для MIPv4 домашній і зовнішній агенти мобільного вузла відіграють більш активну роль, контрольна інформація передається у вигляді повідомлень UDP і т. д.


Важливо зазначити, що мобільний пристрій має сама користуватися таблицею інформації про відповідність, оскільки його співрозмовником може виявитися таке ж мобільний пристрій. Даний випадок буде вельми типовим для Internet недалекого майбутнього.

Схожі статті:


Сподобалася стаття? Ви можете залишити відгук або підписатися на RSS , щоб автоматично отримувати інформацію про нові статтях.

Коментарів поки що немає.

Ваш отзыв

Поділ на параграфи відбувається автоматично, адреса електронної пошти ніколи не буде опублікований, допустимий HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*

*